TT307
Nome: João Baptista Buanga Muya
RA: 118998
1) Defina as bandas de energia de uma estrutura cristalina e como
elas se formam.
R: Para cada átomo individual existem níveis de energia discreta que pode ser ocupada
por elétrons organizados em níveis e subníveis. Os níveis são representados por inteiros
(1, 2, 3, etc), e os subníveis por letras (s, p d e f). Para cada um dos subníveis de s, p, d e
f, existem, respectivamente, 1, 3, 5 e 7 estados.
Quando os átomos se combinam para formar um cristal, a órbita de um elétron sofre a
influencia das cargas dos elétrons adjacentes. Como cada elétron tem uma posição
diferente dentro do cristal, nenhum vê exatamente a mesma configuração da carga
vizinha. Assim a orbita de cada elétron é modificada e os níveis associados às órbitas
formam os níveis de energia.
2) Quais os tipos de estrutura de bandas que podem ocorrem nos
materiais na temperatura absoluta?
R: As propriedades elétricas de um material sólido são consequências da estrutura de
bandas de elétrons.
As duas últimas bandas dos átomos são similares, uma é a banda de valência, esta é
completamente cheia de elétrons e separada da banda de condução, que na temperatura
absoluta se encontra vazia. O espaço que separa essas duas bandas é chamado de banda
de energia gap. Para muitos dos materiais puros, os elétrons podem não ter energia
suficiente para atravessar essa banda que os separa.
As principais diferenças entre as estruturas de materiais estão na largura relativa das
bandas de valência, de condução, e na proximidade dessas bandas. Como exemplo
temos a figura 1:
(A) Metais, como o cobre: Existe um estado disponível, acima e adjacente ao estado cheio
na mesma banda de valência.
(B) Metais, como o magnésio: Onde a banda de valência é muito próxima da banda de
condução.
(C) Materiais Isolantes: A banda de energia gap é relativamente larga.
(D) Materiais semicondutores: A estrutura de banda, é assim como a dos isolantes, porém
é relativamente estreita, ou simplesmente, as bandas de valência e de condução são mais
próximas.
